馮 雷

（中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司，河南洛陽 471023）

1萬m3拱頂儲(chǔ)罐移位方法與技術(shù)

馮 雷

（中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司，河南洛陽 471023）

某公司有一臺(tái)1萬m3的拱頂事故緩沖罐需進(jìn)行整體移位，由于該儲(chǔ)罐具有體積大、剛度差等特點(diǎn)，因此通過儲(chǔ)罐在導(dǎo)軌上滑動(dòng)來實(shí)現(xiàn)移位很容易產(chǎn)生變形。文章介紹了采用牛腿結(jié)構(gòu)多點(diǎn)支撐、儲(chǔ)罐移位的整體提升、內(nèi)外加固的方式來有效控制罐體變形，解決大型儲(chǔ)罐移位的方法，并指出這些方法在提高施工安全性、效率和降低成本方面都有良好的效果。

儲(chǔ)罐；移位；變形控制

0 引言

中國(guó)石油錦西石化分公司聚丙烯裝置以北有一臺(tái)拱頂事故緩沖罐，由于原基礎(chǔ)的位置需新建其他設(shè)施，廠方?jīng)Q定對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行整體移位，移位后，原罐中心至新罐中心距離為35 m。儲(chǔ)罐參數(shù)如下：體積1萬m3，直徑30 m，高度15.069 m，總質(zhì)量245.064 t。此次移位施工的難點(diǎn)是罐移位施工的連續(xù)性。因?yàn)楣薜椎墓案邽?34 mm，考慮到承載時(shí)沉降、罐基礎(chǔ)表面高度誤差等因素，因此罐體理論上至少要抬高290 mm。按常規(guī)施工方法，可以在罐內(nèi)用葫蘆提升機(jī)構(gòu)提升罐體至相應(yīng)高度后，依靠提升葫蘆自鎖保持罐體懸空。但由于提升柱位置的影響，無法保證罐的平移，為此，本次移位施工采用整體提升、內(nèi)外加固方法，以保證在罐底、罐壁不變形的情況下，通過儲(chǔ)罐在導(dǎo)軌上滑動(dòng)來實(shí)現(xiàn)順利移位。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)比較，導(dǎo)軌滑動(dòng)施工工藝雖然具有一定的難度，但相比其他儲(chǔ)罐移位方式具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，此次移位成功為類似的工程提供了參考。

1 施工流程 （見圖1）

2 構(gòu)件制作

（1）導(dǎo)軌采用H型鋼，規(guī)格為HW250 mm×250 mm×9 mm×14 mm，兩根并一起做一根導(dǎo)軌使用。兩根型鋼中間每隔150 mm進(jìn)行花焊，焊道長(zhǎng)度為50 mm，焊后磨平，這樣可以增加滑動(dòng)時(shí)受力面積，方便罐本體的移位?？紤]原罐中心到新罐中心的距離為35 m，故導(dǎo)軌最少需300 m。

圖1 1萬m3拱頂儲(chǔ)罐移位施工工藝流程

（2）千斤頂支腿采用材質(zhì)Q235-B、δ=16 mm的鋼板拼接而成，結(jié)構(gòu)如圖2所示。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是承載能力強(qiáng)，因作用于罐體的受力面大，所以產(chǎn)生的變形小，且施工材料利用率高，在以后類似工程中能夠重復(fù)利用。制作焊接在罐壁的鋼板時(shí)，事先開12個(gè)50 mm的小孔，并均布，這樣在與壁板焊接時(shí)可以增加與底圈罐壁的焊接面積，使之更有效地與罐壁接觸牢固。

3 加固安裝

儲(chǔ)罐的容積、直徑都較大，加固措施須齊全，以防在移位過程中造成底板或壁板的變形，給施工帶來不必要的麻煩。

首先在罐里面進(jìn)行十字加固，材料選用I20a工字鋼，工字鋼中間應(yīng)交叉焊接，兩端和壁板相連接的地方采用上下打背板的方式和罐壁板焊接?？紤]儲(chǔ)罐直徑達(dá)到30 m，十字加固完畢后可能會(huì)出現(xiàn)下垂的情況，所以每隔3 m用I20a鋼對(duì)十字加固件進(jìn)行下支撐，并在工字鋼中間取8個(gè)點(diǎn)用鋼絲繩和壁板相連，這樣不僅保證了罐壁的加固，同時(shí)也兼顧到了底板的加固，并且防止了儲(chǔ)罐在移位過程中罐底中心的下垂。十字加固安裝完畢后，在罐底沿圓周位置均布取16個(gè)點(diǎn)和壁板進(jìn)行角鋼連接，從而起到保護(hù)罐底的作用。需要注意的是和罐本體是不可以直接進(jìn)行焊接的，需先加墊板，然后和墊板進(jìn)行焊接，如圖3、圖4所示。

4 支腿安裝

千斤頂支腿的安裝是提升罐的關(guān)鍵，在0°、90°、180°、270°共取4個(gè)點(diǎn)，在每個(gè)點(diǎn)相隔約4 m位置進(jìn)行千斤頂支腿的安裝，沿罐壁外側(cè)周向均布，并在每個(gè)護(hù)板下方并排放置2個(gè)千斤頂用于罐的提升，2個(gè)千斤頂?shù)拈g距為600 mm。然后在45°、 135°、 225°、 315°再分布 4 個(gè)千斤頂支腿，每個(gè)千斤頂支腿下方放置1個(gè)千斤頂，用于輔助罐的提升。牛腿安裝完畢后，在罐壁和罐底相連處，沿圓周均布加強(qiáng)筋板，以免在拉罐的過程中，罐壁出現(xiàn)變形。如圖5所示。

5 罐的提升

加固和支腿安裝完畢后，就可以進(jìn)行罐的提升工作了。首先，提升儲(chǔ)罐前必須保證罐內(nèi)無雜物，而且經(jīng)安全部門檢測(cè)合格后方可施工。還需切斷罐本體附帶的管道、儀表、電器等設(shè)施，切斷過程中要做好防護(hù)措施，避免意外事故。附帶的管道要從根部到設(shè)備法蘭口進(jìn)行整體拆除，斷開后，要做好管道的封堵工作，拆卸下來的儀表、電器等部件逐一在現(xiàn)場(chǎng)放好，待罐就位后方可進(jìn)行恢復(fù)工作。在罐的提升過程中，放置千斤頂?shù)拿總€(gè)點(diǎn)還應(yīng)設(shè)專人看護(hù)，保證提升過程中的步調(diào)一致，避免出現(xiàn)一面高一面低的情況。

其次，當(dāng)罐開始提升時(shí)，每提高50 mm就沿罐的四周塞些小鋼板塊，小鋼板塊起到緩沖作用，以免某個(gè)千斤頂出現(xiàn)問題時(shí)，罐體出現(xiàn)傾斜。當(dāng)罐起到一定高度時(shí)，就可以在罐底塞些道木?？紤]到罐本體的重量較大，50 t千斤頂?shù)膯蝹€(gè)行程只有250 mm，達(dá)不到需要的提升高度，故在20個(gè)千斤頂行程達(dá)到上限時(shí)，利用道木和鋼板塊先把罐墊起來，然后把20個(gè)千斤頂依次取出，在原位置擺好道木后再把千斤頂放在道木上，繼續(xù)進(jìn)行提升，最終達(dá)到需要的提升高度。需要注意的是，道木和鋼板塊的擺放要讓開導(dǎo)軌和臨時(shí)滑板的擺放位置。

6 導(dǎo)軌安裝

導(dǎo)軌安裝前，土建施工單位還需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理，以滿足移位所需條件，并且在新老罐之間打一混凝土基礎(chǔ)隧道，用于安放導(dǎo)軌，和老罐基礎(chǔ)高度一致即可。安裝完畢后，中間新加2根橫梁 （材料選用I20a工字鋼）對(duì)其進(jìn)行加固，保證在罐平移過程中兩根導(dǎo)軌的間距始終可以保持相等。導(dǎo)軌的兩端在移位前也應(yīng)進(jìn)行固定，而且表面還要涂抹黃油，便于儲(chǔ)罐滑動(dòng)?？紤]新基礎(chǔ)的壓強(qiáng)和導(dǎo)軌的接觸面積，鋪設(shè)在新基礎(chǔ)的導(dǎo)軌下方還應(yīng)增加幾張臨時(shí)鋼板，否則會(huì)對(duì)基礎(chǔ)造成一定的破壞?，F(xiàn)場(chǎng)處理見圖6、圖7，導(dǎo)軌的安裝如圖8所示。

7 滑板安裝

待導(dǎo)軌安裝完畢，就可以進(jìn)行臨時(shí)滑板的安裝?；宀捎忙?30 mm的鋼板整張制作，共4塊。臨時(shí)滑板可以避免導(dǎo)軌直接和罐底邊緣板接觸，有效地保護(hù)了罐底邊緣板不受破壞。滑板安裝過程中需要注意以下幾點(diǎn)：

（1）臨時(shí)滑板和罐底邊緣板接觸后每隔100 mm進(jìn)行臨時(shí)點(diǎn)焊，焊道長(zhǎng)度為50 mm，焊后磨平，待儲(chǔ)罐就位后，再割開。

（2）在導(dǎo)軌兩側(cè)臨時(shí)滑板上焊8個(gè)約100 mm長(zhǎng)的短接頭 （DN150 mm鋼管制作），用來進(jìn)行限位。

（3）臨時(shí)滑板安裝完畢后，還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行加固，這樣可以使臨時(shí)滑板受力均勻、牢固，同時(shí)還能保護(hù)壁板。

8 鋼絲繩就位

導(dǎo)軌和滑板安裝完畢，就可進(jìn)行鋼絲繩和卷揚(yáng)機(jī)的就位工作。在鋼絲繩纏繞過程中，先用繩子繞儲(chǔ)罐本體一周，這樣不僅可以起到很好的拉緊作用，而且對(duì)儲(chǔ)罐的防變形也起到一定的保護(hù)作用。鋼絲繩的纏繞應(yīng)緊貼罐壁最下方，然后再通過滑輪組和卷揚(yáng)機(jī)相連。繩索就位后，沿兩罐基礎(chǔ)東西兩側(cè)邊緣處打一白色直線，使鋼絲繩與之并起，這樣做的目的是盡可能地減小罐本體平移時(shí)產(chǎn)生的誤差，出現(xiàn)誤差后也可以很快通過調(diào)節(jié)卷揚(yáng)機(jī)的速度來減小，見圖9。

9 卷揚(yáng)機(jī)選用

儲(chǔ)罐移位過程中，臨時(shí)滑板和導(dǎo)軌之間存在摩擦力，即P=f Q（P為滑動(dòng)摩擦力、f為摩擦系數(shù)、Q為物體重力）。在有潤(rùn)滑油的前提下摩擦系數(shù)為0.1～0.12，按最大值0.12和儲(chǔ)罐最大質(zhì)量260 t考慮 （含加固措施的質(zhì)量），拉動(dòng)儲(chǔ)罐本體至少需要312 kN的力，均分后每邊繩子的拉力最少需156 kN，理論上每邊需配20 t的卷揚(yáng)機(jī)，可通過滑輪組改變繩索及其平衡繩索分支的拉力，所以只需兩臺(tái)10 t卷揚(yáng)機(jī)就可以進(jìn)行儲(chǔ)罐的移位工作。

10 儲(chǔ)罐就位

以上所有工作完成后，就可以進(jìn)行儲(chǔ)罐的移位工作。移位開始時(shí)，卷揚(yáng)機(jī)穩(wěn)步運(yùn)行，不可一邊快一邊慢，移位過程中還應(yīng)有專人進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)反映。待儲(chǔ)罐移至新基礎(chǔ)上后，20個(gè)千斤頂同時(shí)支撐起罐體，然后開始拆除導(dǎo)軌、臨時(shí)滑板，使罐體緩慢下落至新罐基礎(chǔ)上，就位完成。

11 工程收尾

罐體回落后，檢查罐壁、罐底是否變形，其他一些附帶設(shè)施是否損壞，如無問題出現(xiàn)，就可進(jìn)行加固構(gòu)件、牛腿、鋼絲繩的拆除，隨后再恢復(fù)附帶的管道、電器、儀表等設(shè)施，整體工作結(jié)束。

12 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

罐體的提升、回落需均勻、緩慢，移位過程中必須保證各千斤頂支撐點(diǎn)同步，否則會(huì)造成罐體變形，可采用在緊貼罐壁處設(shè)置限位擋板來保證罐壁垂直起升、回落。

移位過程中也發(fā)現(xiàn)了不足之處：

（1）罐體抬高290 mm是理論值，罐在起升過程中罐底板四周存在塌陷，實(shí)際起升高度達(dá)到了400 mm。在以后的類似工程中，可以考慮增加罐底和罐壁的角鋼連接來防止類似現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）加固是關(guān)鍵點(diǎn)，此次移位發(fā)現(xiàn)十字加固的材料強(qiáng)度不夠，移位過程中工字鋼局部出現(xiàn)了彎曲變形。在以后的類似工程中，可以用寬翼緣型H型鋼代替，也可以把十字加固變?yōu)槊鬃旨庸蹋Ч麜?huì)更好些。

作為國(guó)內(nèi)首例也是最大的儲(chǔ)罐整體移位工程，中國(guó)石油錦西石化分公司1萬m3拱頂儲(chǔ)罐的順利移位具有十分重要的意義，也為大型儲(chǔ)罐移位進(jìn)行了有益的探索。

Shifting Method and Technique of 1×104m3Dome Roof Tank

FENG Lei（China Petroleum First Construction Co.,Luoyang 471023,China）,ZHANG Ju-cheng,TENG Shi-rong,et al.

There is one 104m3emergency buffering tank with a dome needed to shift integrally.Because of large volume and low stiffness of the tank,it is easy to become deformed as shifting on guide rails.Hence a new shifting method adopting corbel structure,multi-point supports,integral tank lift and internal and external reinforcement is applied to control tank deformation effectively and to shift the whole tank successfully.The tank shifting method is effective in boosting construction safety and efficiency as well as in reducing construction costs.

storage tank;shift;deformation;corbel structure;constructional continuity

TE972.1

B

1001－2206（2010）06－0061－04

馮 雷 （1983-），男，河南洛陽人，助理工程師，2006年畢業(yè)于北方民族大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)，一直從事石油化工裝置設(shè)備、管道安裝技術(shù)管理工作。

2009-12-22